傳感器技術與應用在線精品開放課程建設研究

李庚

摘 要：“傳感器技術與應用”是電子與自動化學院電子信息工程技術、物聯網應用技術等專業(yè)開設的專業(yè)核心課程。隨著近年來物聯網、無線傳感、智慧農業(yè)、智慧牧業(yè)等技術領域高速發(fā)展，為滿足自治區(qū)產業(yè)升級需求，結合工程應用實際，針對自治區(qū)智慧農業(yè)、智慧牧業(yè)等主要產業(yè)進行課程項目選擇，有機結合校園信息化教學環(huán)境、教學資源庫、職教云教學平臺、微信等載體，制作“慕課”形式的精品在線公開課，在公共學習平臺實現教育公平、技能普及、終身學習的教育目標。

關鍵詞：教育改革;教師學習共同體;教師專業(yè)發(fā)展

【中圖分類號】G【文獻標識碼】B【文章編號】1008-1216（2020）02B-0112-02

傳感器技術與應用是電子與自動化學院電子信息工程技術、物聯網應用技術等專業(yè)開設的專業(yè)核心課程。重點介紹各種傳感器的工作原理、特性、測量電路、信號采集與處理及傳感器智能測控系統(tǒng)設計與開發(fā)，結合工程應用實際，滿足學生針對實際項目應用需求，合理選用傳感器、開發(fā)調試測量電路、編寫控制程序的能力，同時鍛煉學生綜合應用網絡通信、計算機界面開發(fā)、移動設備APP開發(fā)等技術構建傳感器綜合智能測控系統(tǒng)的技巧和能力。

近年來，隨著物聯網、無線傳感、智慧農業(yè)、智慧牧業(yè)等技術領域高速發(fā)展，傳感器系統(tǒng)應用崗位群規(guī)模增大，人才缺口較大，為滿足自治區(qū)產業(yè)升級需求，使課程內容與實際工程應用案例有機結合，在制訂專業(yè)教學標準時，將課程開設時間調整到大二上學期，使學生在掌握電路分析、設計、制作、調測以及網絡通信基礎等能力的基礎上，能夠結合所學的智能控制系統(tǒng)開發(fā)能力，使用各類傳感器針對不同需求設計、開發(fā)傳感器應用系統(tǒng)，滿足內蒙古經濟、技術發(fā)展需求。

一、課程項目內容整體設定

針對自治區(qū)智慧農業(yè)、智慧牧業(yè)等主要產業(yè)進行課程項目選擇。按照傳感器主要采集模擬量種類設定項目章節(jié)，每個項目章節(jié)針對一類傳感器進行教學。

將項目章節(jié)分為實地應用案例展示、項目需求分析、傳感器原理及選型、傳感器電路原理、傳感器電路裝調、傳感器測控系統(tǒng)設計與實現、用戶界面開發(fā)（1.VB界面、2.網頁界面、3.手機界面）、傳感器系統(tǒng)實地應用調試、工程師點評、任務拓展、習題自測等幾個環(huán)節(jié)。每個項目章節(jié)中的實際生產需求根據傳感器實際應用領域情況數量可進行增加。

為適應學生在線學習、碎片化時間整合等新學習模式的需求，將課程教學過程中的項目實際應用需求分析、傳感器原理、傳感器選型、傳感器測量電路設計、調測、傳感器智能測控系統(tǒng)設計、開發(fā)、傳感器智能測控系統(tǒng)實測等教學活動制作成“慕課”形式的在線公開課，在公共學習平臺運行非常有利于實現教育公平、技能普及、終身學習的教育目標。

二、課程項目內容設計

通過調研我區(qū)智慧農業(yè)、智慧牧業(yè)主要生產、技術服務企業(yè)單位，將在技術升級中用到的各類環(huán)境數據采集需求進行了整理分類，將有典型性、代表性的實際應用案例項目進行提煉、加工，通過整合，設計了六個學習項目，并在項目應用實地、技術企業(yè)現場、虛擬演播廳、實驗室等幾個環(huán)境錄制了形式多樣、表現生動、講解細致的視頻課。具體內容如下：

項目一、傳感器與智能檢測系統(tǒng)（4個視頻課）

模塊1.傳感器在現代農牧、能源等生產領域中的作用及應用。

模塊2.傳感器測量電路的一般原理。

模塊3.傳感器檢測系統(tǒng)的傳輸技術。

模塊4.傳感器智能檢測系統(tǒng)的不同系統(tǒng)結構。

項目二、溫度傳感器技術與應用（13個視頻課）

模塊1.農業(yè)、牧業(yè)中溫度測量的作用及現有測量產品應用案例解析及農業(yè)大棚溫度控制需求。

模塊2.溫度傳感器種類、原理、測量電路原理。

模塊3.溫度傳感器原理及選型依據。

模塊4.測溫電路原理。

模塊5.測溫電路裝調。

模塊6.農業(yè)大棚溫控系統(tǒng)設計。

模塊7. 農業(yè)大棚溫控系統(tǒng)開發(fā)。

模塊8.農業(yè)大棚溫控系統(tǒng)實測。

模塊9.（拓展任務）奶牛體溫實時監(jiān)測系統(tǒng)需求分析。

模塊10.奶牛體溫實時檢測系統(tǒng)設計與開發(fā)（1）

—DS18B20溫度傳感器原理及應用

模塊11.奶牛體溫實時檢測系統(tǒng)用戶界面開發(fā)（2）

—ESP8266WIFI芯片設置與應用

模塊11.奶牛體溫實時檢測系統(tǒng)用戶界面開發(fā)（3）

—用戶控制界面設計與開發(fā)（VB語言）

模塊13.奶牛體溫實時檢測系統(tǒng)實測

項目三、光強傳感器技術與應用（13個視頻課）

模塊1.農產品光強度監(jiān)測系統(tǒng)需求分析，及現有光強度測量產品應用案例解析，及農業(yè)、新能源產業(yè)中光強度測量的需求。

模塊2.光強傳感器種類、原理及選型依據。

模塊3.光強度測量電路原理。

模塊4.光強度測量電路裝調。

模塊5.農產品光強度監(jiān)測系統(tǒng)設計與開發(fā)。

模塊6.農產品光強度檢測系統(tǒng)監(jiān)測界面開發(fā)。

模塊7.農產品光強度監(jiān)測系統(tǒng)實測。

模塊8.（拓展任務）棚內多種農產品分區(qū)域進行關照強度測控系統(tǒng)（遮光、補光控制）需求分析。

模塊9.農產品分區(qū)域進行關照強度測控系統(tǒng)設計。

模塊10.農產品分區(qū)域進行關照強度測控系統(tǒng)開發(fā)（1）

—光強度采集處理系統(tǒng)設計開發(fā)

模塊11.農產品分區(qū)域進行關照強度測控系統(tǒng)開發(fā)（2）

—具備服務器功能的用戶界面開發(fā)

模塊12.農產品分區(qū)域進行關照強度測控系統(tǒng)開發(fā)（3）

—用戶手機端APP控制程序開發(fā)（E4A軟件）

模塊13.農產品分區(qū)域進行關照強度測控系統(tǒng)實測。

項目四、壓力傳感器技術與應用（9個視頻課）

模塊1.乳制品運輸中壓力測量的作用及現有系統(tǒng)應用案例及需求分析。

模塊2.壓力傳感器種類、原理及測量電路。

模塊3.乳品運輸鏈監(jiān)測系統(tǒng)設計。

模塊4.乳品運輸鏈監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)。

模塊5.乳品運輸鏈監(jiān)測系統(tǒng)實測。

模塊6.（拓展任務）農田滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)滲漏監(jiān)測系統(tǒng)需求分析。

模塊7.水壓傳感器種類、原理及測量電路。

模塊8.農田滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)滲漏監(jiān)測系統(tǒng)設計與開發(fā)。

模塊9.農田滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)滲漏監(jiān)測系統(tǒng)實測。

項目五、濕度傳感器技術與應用（10個視頻課）

模塊1.濕度傳感器在智慧農業(yè)、智慧牧業(yè)中的應用案例與茄科類作物晚疫病監(jiān)測中的濕度控制需求。

模塊2.番茄晚疫病監(jiān)測報警系統(tǒng)需求分析。

模塊3.濕度傳感器的種類、測量電路。

模塊4.番茄晚疫病監(jiān)測報警系統(tǒng)設計。

模塊5.集成適度傳感器原理及應用。

模塊6.番茄晚疫病監(jiān)測報警系統(tǒng)開發(fā)。

模塊7.番茄晚疫病監(jiān)測報警系統(tǒng)實測。

模塊8.草場降雨量統(tǒng)計監(jiān)測系統(tǒng)需求分析。

模塊9.水位傳感器原理及測量電路設計與開發(fā)。

模塊10.草場降雨量統(tǒng)計監(jiān)測系統(tǒng)測驗。

項目六、新能源領域中的傳感器應用技術（風力發(fā)電、光伏發(fā)電、電廠）（變壓器測試、電流、負載、耐壓等測量技術）（4個視頻課）

模塊1.風力發(fā)原理及運行過程中需控制的模擬量及各類傳感器在風力發(fā)電設備中的應用。

模塊2.電力系統(tǒng)中的常用設備、儀器作用及工作中需監(jiān)控指標及電力系統(tǒng)中各傳感器應用實例。

模塊3.南水北調工程項目簡介及過程中需要實時監(jiān)控的模擬量及各類傳感器應用實例。

模塊4.無人駕駛農機具中傳感器系統(tǒng)原理。

三、教學組織形式

本課程在項目設計中，以工作任務為引領，以崗位的工作項目為主線，以體現職業(yè)能力培養(yǎng)要求的企業(yè)實際項目案例為載體，有機結合校園信息化教學環(huán)境、教學資源庫、職教云教學平臺、微信等載體，針對課程知識、技能點開展線上與線下相結合的混合教學模式改革、實現課程目標。

在項目引入、理論學習、項目實操、課后點評、企業(yè)反饋、課外提升等教學過程中針對在線教學、課堂教學各自特點優(yōu)勢，進行了基于項目需求、在線學習探究、線上線下交互、仿真實訓結合、企業(yè)標準調測、實地驗收考核的教學設計。

課程設計符合行業(yè)、企業(yè)傳感器技術應用崗位需求，適合初學者快速掌握傳感器智能測控系統(tǒng)設計與開發(fā)中的關鍵知識、技術、技能。

同時，在建設、推進在線公開課成的同時，將充分發(fā)揮在線教學平臺實時互動的特點，對學生進行過程考核，把握學生每一環(huán)節(jié)學習掌握情況。

針對每一學習過程進行評分，學習者在某一教學環(huán)節(jié)出現困難時，通過在線教學平臺及時開展針對性輔導，幫助學生補上欠缺環(huán)節(jié)以便達到教學要求，以過程考核、線上線下交互的形式督促學生在學習在線公開課時學會、掌握知識、技能，實現課程。

參考文獻：

[1]王云霞.基于“機床電氣控制及PLC”課程的精品在線開放課程建設與實踐[J].課程教育研究，2019，（5）.

[2]王坤.基于翻轉課堂的高職精品在線開放課程資源建設及實踐教學研究[J].科教文匯，2019，（3）.

[3]姜宇; 黃芳.職業(yè)院校精品在線開放課程建設研究[J].黑龍江科學，2019，（3）.

[4]戴勇.高職國家精品在線開放課程建設的思考[J].中國職業(yè)技術教育，2018，（5）.

[5]楊楠.北京高校國家級精品在線開放課程建設情況[J].北京教育（高教），2018，（2）.

[6]楊昱，白靖文，楊玉玲，沈玥，金花，徐國強，張玲玲. 基于慕課的農業(yè)院校無機化學課程混合式教學模式的研究與實踐[J]. 化工高等教育，2019，（2）.

[7]中國電力教育. 教育部公布2018年國家精品在線開放課程[J]. 2019，（1）.

[8]張雷.國家精品在線開放課程助力慕課建設——2017年國家精品在線開放課程信息研析[J]. ?教育觀察，2018，（21）.

[9]覃文松，洪波海.推進精品在線開放課程建設的策略——基于國家精品資源共享課使用調查的探討[J].高等理科教育，2018，（5）.

[10]鄭大鋒，王秀軍.創(chuàng)新導向下化工原理課程教學方法研究[J].化工高等教育，2018，（2）.